成都市府河段裁弯取直对河道防洪影响分析

河道“裁弯取直”可提高裁弯段上游保护对象的防洪能力,也可能加重裁弯段下游的防洪风险,结合成都市府河某段河道的裁弯取直工程。利用平面二维数学模型计算分析工程前后水位、流速的变化,通过实际的工程得出了较好的结果。     

仙居县城防裁弯取直工程水力学问题探讨

裁弯取直工程是一个非常复杂的系统工程,对河道上下游洪水位、水流流态、流速分布及河床冲淤等有较大影响,特别是山溪性河道,洪水期水位暴涨暴落,容易危及堤防及临近村镇安全。采用物理模型和数学模型相结合的研究方法,对浙江省仙居县城市防洪裁弯取直工程进行研究,探讨了山溪性河道裁弯取直工程中的几个主要水力学问题。     

长江中游裁弯工程的效果

下荆江中洲子和上车湾裁弯工程实施已30多年.裁弯工程竣工后,对新河发展和老河淤积过程,裁弯段上游和下游河段的河道演变及水位变化等进行了长期的观测研究.观测分析结果表明:裁弯后新河按预期目标发展,老河相应淤积,老河同期淤积量大于新河冲刷量;裁弯后裁弯河段上游河道比降加大,河床冲刷,同流量的水位较裁弯前降低,其降低值自下游往上游减小,枯水期大于汛期;裁弯段以下至城陵矶河段未发生淤积,且略有冲刷,同流量的水位没有抬高,城陵矶至武汉河段在裁弯后至80年代中期曾发生淤积;裁弯后逐步实施新河及其上下游河段的护岸工程,目前下荆江河势总体稳定,裁弯工程效益得以长期发挥.     

弯曲河流颈口裁弯不同阶段水流运动特性

为研究颈口裁弯水动力过程,以黄河源若尔盖盆地的弯曲河流裁弯观测资料为基础,基于不可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程、k-ε紊流模型和有限体积法建立水动力数学模型,通过垂向σ坐标变换考虑自由水面的变化,分析颈口裁弯形成过程中的新河槽分流、三维流场变化和上、下游河道水流结构。伴随裁弯的逐步发展和新河槽的展宽,新河道宽深比和分流比均逐渐增加,分流比与宽深比之间呈线性正相关关系。裁弯初始阶段时,原河道的流速分布基本不受影响。由于新河道分流比逐渐增加,老河道流量、平均水深和平均流速均逐渐减小,新河道流量则逐渐增加,且平均水深和平均流速呈先增大后减小的规律。裁弯不改变颈口上游河道流场,明显改变裁弯下游弯道的弯顶处水流结构。     

河道裁弯取直流场计算分析

以某河道裁弯取直入库并拟新建节制工程为计算背景,采用2D水流数值模拟方法进行计算分析,结合河道引水和洪水工况,通过对河道计算,分析河道裁弯取直并新建工程对整体河道水流流态的影响,重点对河道裁弯取直段拟建节制工程区域进行分析,为工程设计提供参考。     

密西西比河下游河道裁弯工程影响与近期演变分析

本文研究了密西西比河下游河道裁弯工程前（19世纪80年代至20世纪30年代）、后（1943年至1992年）河道比降与水流功率的变化；研究河段上自新马德里（密苏里州）下至纳齐兹（密西西比州），全长约900km；具体分析了裁弯工程前、后6个主河段及13个次河段的河道演变。（1）研究表明：研究河段目前的河道比降与水流功率均较裁弯前有较大幅度的增加，其中增幅最大的是富尔顿（田纳西州）至莱克普罗维登斯（路易斯安娜州）河段，其河道比降与水流功率分别增加了27-36％和20-38％；裁弯工程上、下游河段的河道比降与水流功率也有所增加，但其增幅相对较小。（2）过去研究表明：1932年之后，研究河段的床沙非但没有粗化，反而总体发生了某种程度上的细化；由于密西西比河下游河道不是缺沙河道，因此，水流功率的增加和泥沙中值粒径D50的恒定不变只能通过床沙质输沙量的增加来予以补偿，以达到河道新的输沙平衡。（3）过去研究还表明：20世纪密西西比河的河道输沙量是减少的，但由于这一结论主要是依据于实测总输沙量的分析结果，因此并不能据此认为下游河道床沙质输沙量也相应减少了；本文研究表明：裁弯后的床沙质输沙量大于裁弯前，这是因为：裁弯工程直接导致的次河段水流功率的增加，造成了下游河道的冲刷，从而增加了下游河道的床沙质输沙量；事实上，裁弯工程实施后，在通过河道演变调整达到目前新的动态平衡过程中，这部分新增的床沙质输沙量起着十分重要的作用。（4）研究河段目前的平衡状态可概括为：上游河段保持动态平衡，中游河段通过极度冲刷、下游河段通过淤积达到新的动态平衡；仅考虑河道比降与水流功率的变化并不能完全解释裁弯后研究河段的河道演变趋势，还必须同时考虑裁弯工程上游河段河道演变引起的上游河道来沙量的变化。     

裁弯取直工程对河道防洪影响分析

本文采用平面二维数学模型,对成都市府河上游段河道裁弯取直工程实施前后河道水流运动特性进行了计算分析,讨论了裁弯取直整治工程对河道行洪的影响,并就河道未来演变趋势进行了探讨。研究成果为城市河道改造提供了技术支持,同时丰富了河道裁弯取直研究成果。     

永宁江河道整治工程裁弯取直技术探讨

永宁江裁弯取直工程使河长缩短8.923km，降低了上游水位，提高了河道的泄洪能力，增加了土地面积，工程效益明显，对裁弯道两岸保护，齿坎高程确定，裁弯道断面形式等问题进行探讨。     

遥田水电站裁弯取直工程泄洪方案优选

遥田水电站“S”型河道裁弯取直工程利用“新渠老河联合泄洪”代替常规的“单独泄洪”方案，节省工程总投资11％左右，并较好地解决了“新渠老河联合泄洪”方案中的泥沙淤积、泄洪能力、电能效益、环境影响等重要技术问题。其成功的经验，对于中下游“S”型河道裁弯取直工程，提供了可借鉴的工程实例。     

论三峡工程建成后长江城汉河段的综合整治

分析了长江城陵矶～螺山河段行洪能力的变化和三峡水库运行后该河段面临的防洪形势，指出降低城陵矶河段水位的有效措施之一是恢复河道原有的泄洪能力，实施牌洲裁弯、清淤疏浚和削矶扩卡等为主的工程措施。并以典型洪水为例对牌洲裁弯前后相关河段的水位、水面线及水位流量关系的变化进行了对比分析，论证了牌洲裁弯对降低上游水位的明显作用和该工程实施的必要性。     

河道束窄段对上游洪水过程特性的影响

为了研究束窄河段对洪水演进过程特征的影响,采用二维全水动力模型GAST模拟了束窄段河道洪水过程,通过理想河道和灞河上游实际河道分析了河道束窄程度与洪水特性间的定量关系。结果表明：束窄断面形状对洪水过程特征中水深、流速影响的大小依次为V形>U形>梯形>矩形。断面形状相同时,束窄程度越大对水深和流速影响越大。河道束窄段上游水位壅高,下游水位相对降低但流速更大。扩宽河道束窄段可以降低上游水位及上下游流速差。在“8·19”洪水下,灞河束窄河段束窄程度降低时(原河道束窄程度为64.4%,河道疏浚后束窄程度分别为55.6%、46.7%、37.8%),上游最大水深分别减小0.669、0.985和1.066 m,上下游流速差分别减小0.702、1.592、2.550 m/s。洪量越大则河道水位越高、流速越大,束窄程度变化对水位和流速变化的影响也越大。将“8·19”洪水进行缩放入流情况下,原始河道最大水深分别为2.177、2.778、3.618 m,束窄程度为37.8%时最大水深减小至1.866、2.367、3.175 m。通过分析不同束窄程度的束窄段河道洪水过程特性,可为束窄段河道防...     

山西省坪上水库坝址的选择

文中针对坪上水库坝址的选择，首先阐述了其选择的历程，随后分析论证了河段及坝址的选择，提出了两种坝址方案，并对其进行了比较，最终确定下坝址方案为推荐方案。     

滩坑水电站"先闭气后截流"导流方式的实践

滩坑水电站第一个汛期施工工期紧、难度大,风险大。为此,采用了“先闭气后截流”导流方式并将防渗墙顶高程抬高至截流后上游水位以上,原计划2005年截流后施工的龙口段防渗墙在汛前施工完成,截流后在防渗墙挡水情况下导流洞宣泄全部上游来水。以上措施为坝基开挖、上游围堰填筑争取到1个多月的施工工期,大大降低了第一个施工高峰期的施工强度,提高了围堰在低高程施工时的挡水标准,解决了山区河流来水暴涨暴落对初期度汛带来高风险的问题,顺利完成了汛前施工任务。     

石虎塘航电枢纽工程对水文情势影响的分析

石虎塘航电枢纽水库调节性能差,但其电站可与上游已建的万安水电站同步协调调度,为江西电力系统调峰.因此,采用联合调度法推求工程所在河段现状条件和石虎塘航电枢纽建成运行后的流量、水位及流速,并依据江西省电网设计水平年2015年夏、冬季典型日负荷曲线及坝址水位流量关系曲线,进行日径流调节后确定非洪水期典型日流量过程和水位过程,采用对比法分析工程对所在河段水文情势的影响.分析表明,石虎塘航电枢纽工程的建成运行对库区内及其下游河段水文情势总体上影响不大.     

观音岩水电站二期截流工程试验研究

观音岩水电站二期截流工程原方案采用单戗立堵截流,但存在水位落差大、水流流速高、截流单宽功率大、抛料流失大等困难,顺利截流难度很大.通过截流模型试验研究,推荐采用双戗截流方案,大大降低截流难度,较好解决了截流困难.     

黄河内蒙古河段洪水演进与冲淤模拟研究

研究洪水过程在黄河内蒙古河段的响应可为该河段的河道整治规划和黄河上游水资源开发方案的确定提供技术支撑。本文采用三维水沙数学模型,对黄河内蒙古巴彦高勒至头道拐河段开展了不同量级洪水过程的模拟研究。结果表明:洪水演进方面,现阶段巴彦高勒到头道拐的洪水演进时间较20世纪80年代有所增加,并维持在7～9 d;其中三湖河口以上河段河槽是主要的行洪区间;往下游发展,水流漫滩程度逐渐加大。河床冲淤方面,通过合适的水沙搭配和持续的洪水过程可实现该河段淤滩刷槽的有效调控;且主槽冲刷强度同流量之间存在非线性响应关系,并在流量2 500 m~3/s时输沙能力达到最大。此外,典型弯曲河段裁弯取直过程的模拟表明,持续的大流量洪水过程是实现局部河段自然裁弯的必要条件,通过裁弯取直可有效提高河段的输沙能力。     

A NON-UNIFORM SEDIMENT TRANSPORT MODEL WITH THE BOUNDARY-FITTING ORTHOGONAL COORDINATE SYSTEM

1. INTRODUCTIONSome problems have to be considered in the mathematical modeling for river engineering. The riverbed is always in the manner of deposition and erosion. The sediment transport is often in the state of non-equilibrium. General, the compositio…     

下荆江人工裁弯30年

下荆江裁弯工程实施已30年。工程实践表明，下荆江裁弯工程是按照蜿蜒性河段演变规律改造下荆江的治本工程，取得了预其工程效益，但也出现了一些原来认识不足的问题，裁弯工程是动态工程，要深入认识河道演变规律，因势利导，还要加强河道演变与工程效果观测分析，及时修改设计，更好发挥工程效益。引河工程是裁弯工程成败的关键，新河及其上下游河势控制工程则是保持和发挥裁弯工程长期效益的保证。     

山区宽窄相间河道不同流量下水流结构研究

为了研究山区河流宽窄相间河段不同流量下水流结构特性,以雅安宝兴河上游河段为研究对象,概化实际河道,并建立三维水流计算模型。结果表明①小流量下,窄段上游无明显壅水现象,宽窄相间河道显现出与顺直河道相似的特性,随着流量的增加,窄段上游壅水剧烈,宽段到窄段沿程断面平均流速呈现“增加—相对稳定—骤减—相对稳定—增加”的分布规律;②受河宽、壅水和回流影响,不同流量工况下宽段横断面的水流特性分布较窄段更加复杂,且在宽段的壅水区与非壅水区流速分布规律差异亦较大;③不同流量状况下,宽段床面剪切力剧烈变化将造成卵石沿程运动的不连续性,宽段河床呈现周期性往复发展的复归性变形,从而维持了宽段河床结构的稳定,而在窄段,河道在较大的床面剪切力长期作用下,形成了与周围环境相适应的河床结构,以消耗窄段较大的水流能量,从而保护河床的稳定。     

松滋江堤防洪保护区洪水风险研究(Ⅱ)——风险分布特征

长江中下游地处冲积平原,洪水灾害较为频繁,沿江堤防是生命财产和生产设施的第一道屏障。其中荆江河段洪水峰高量大,且两岸支流众多、江湖关系复杂,防洪形势尤为严峻。以上荆江松滋江堤防洪保护区为研究对象,分析了可能产生的堤防溃口;在对复杂的荆江-洞庭湖水系进行概化的基础上,建立一二维耦合数学模型,研究了1 000 a一遇洪水条件下松滋江堤发生溃决后长江干流及防洪保护区内的洪水演进过程,并以最大淹没水深、淹没时间、最大流速、受影响人口及洪水损失为风险要素,分析了保护区内的洪水风险分布情况。文章共分为2篇,此为第二篇,旨在阐述保护区内洪水演进过程及风险分布特征。结果表明,涴市横堤发生溃决后造成的洪水损失最为严重,在实际防汛工作中需要重点关注。